關(guān)屹瀛,張 洋,楊 帆,官福順,滕 浩 ,劉 穎,熊 峰
(1.黑龍江省氣象局機(jī)關(guān)服務(wù)中心,黑龍江 哈爾濱 150030;2.黑龍江省人工影響天氣辦公室,黑龍江 哈爾濱150030;3.黑龍江省氣象數(shù)據(jù)中心,黑龍江 哈爾濱 150030)
雷電災(zāi)害被聯(lián)合國(guó)列為 “最嚴(yán)重的十種自然災(zāi)害之一”[1]。 最早成功進(jìn)行人工觸發(fā)閃電試驗(yàn)要算是由Newman 于1966 年在里弗羅里達(dá)海洋上進(jìn)行的,此后用向雷暴云發(fā)射拖帶細(xì)金屬導(dǎo)線的方法成功地實(shí)現(xiàn)了人工引發(fā)雷電[2]。 法、日、美以及中國(guó)都進(jìn)行了人工引雷實(shí)驗(yàn)及綜合測(cè)量,20 世紀(jì)90 年代以來(lái),又進(jìn)一步發(fā)展完善了所謂“空中觸發(fā)”引雷技術(shù),這樣當(dāng)細(xì)金屬絲被火箭帶到空中后, 在其上端及下端與尼龍線的連接處會(huì)在雷暴云電場(chǎng)作用下分別激發(fā)起上行和下行先導(dǎo), 它們?cè)诃h(huán)境電場(chǎng)作用下分別向雷暴云和地面雙向傳輸[3]。
然而火箭拖帶金屬銅絲或者鋼絲引雷存在嚴(yán)重不足:(1)因拖帶牽引線,故只能垂直發(fā)射,所以發(fā)射角很小,且不機(jī)動(dòng)。 (2)存在極大安全隱患。 若引雷沒(méi)有成功的話, 銅引線在降落過(guò)程中如搭接到高壓電線或行人身上都將造成極大危害。 基于上述有線火箭觸發(fā)閃電的不足, 研發(fā)了一種新型無(wú)線消雷火箭彈,該火箭彈通過(guò)影響云內(nèi)外電場(chǎng),進(jìn)而達(dá)到消除或減弱雷電活動(dòng),從而避免雷擊災(zāi)害。
(1)火箭彈及發(fā)射系統(tǒng):江西新余國(guó)科生產(chǎn)的XL-1 型火箭彈及8 管機(jī)動(dòng)發(fā)控系統(tǒng)。
(2)大氣電場(chǎng)儀:北京華云東方探測(cè)技術(shù)有限公司生產(chǎn)的AEFI 型大氣電場(chǎng)儀。
(3)車(chē)載雷達(dá):安徽四創(chuàng)電子股份有限公司生產(chǎn)的SCRXD-01M 型車(chē)載X 波段全相參多普勒天氣雷達(dá)。
2019 年8 月,歷時(shí)24 d 在伊春鐵力進(jìn)行了新型火箭彈對(duì)云內(nèi)外電場(chǎng)野外試驗(yàn)。
(1)8 月 21 日上午:衛(wèi)國(guó)村野外實(shí)驗(yàn)。天氣:大雨
實(shí)驗(yàn)情況:
第 1 枚火箭彈 7 時(shí) 55 分 05 秒發(fā)射, 第 2 枚 7時(shí) 55 分 13 秒發(fā)射,第 3 枚 7 時(shí) 56 分 20 秒發(fā)射。 一分鐘后,雨明顯增大。 第4 枚8 時(shí)16 分 03 秒發(fā)射,第 5 枚 8 時(shí) 18 分 27 秒發(fā)射。 第 6 枚 8 時(shí) 50 分 48秒發(fā)射,第7 枚8 時(shí)56 分34 秒發(fā)射火箭彈。由大氣電場(chǎng)儀記錄的數(shù)據(jù),整理得到圖1。
圖1 8 月21 日上午新型火箭彈對(duì)地面大氣電場(chǎng)影響
8 月21 日下午:鐵力工農(nóng)鄉(xiāng)野外實(shí)驗(yàn)。 天氣:晴轉(zhuǎn)雨
實(shí)驗(yàn)情況:
第 8 枚 13 時(shí) 47 分 27 秒發(fā)射火箭彈,第 9 枚 13時(shí) 48 分 20 秒發(fā)射火箭彈, 第 10 枚 13 時(shí) 48 分 52秒發(fā)射火箭彈。
從雷達(dá)圖可以看出,因目標(biāo)云距發(fā)射點(diǎn)較遠(yuǎn),故發(fā)射點(diǎn)測(cè)得電場(chǎng)值也小, 火箭發(fā)射對(duì)發(fā)射點(diǎn)附近的電場(chǎng)影響也小。
第 11 枚 19 時(shí) 34 分 40 秒發(fā)射火箭彈,第 12 枚19 時(shí)36 分41 秒發(fā)射火箭彈。 由大氣電場(chǎng)儀記錄的數(shù)據(jù),整理得到圖2。
圖2 8 月21 日下午,新型火箭彈對(duì)地面大氣電場(chǎng)影響
(2)9 月 1 日上午:鐵力工農(nóng)鄉(xiāng)野外實(shí)驗(yàn)。 天氣:小雨轉(zhuǎn)多云
實(shí)驗(yàn)情況:
第 1 枚火箭彈 11 時(shí) 29 分 29 秒發(fā)射,第 2 枚 11時(shí) 30 分 25 秒發(fā)射,第 3 枚 11 時(shí) 32 分 40 秒發(fā)射。
由大氣電場(chǎng)儀記錄的數(shù)據(jù),整理得到圖3。
圖3 9 月1 日上午新型火箭彈對(duì)地面大氣電場(chǎng)影響
從圖中可以看出11 時(shí)29 分左右發(fā)射3 枚火箭彈后,地面電場(chǎng)由正變負(fù),出現(xiàn)了大幅度的下降。
9 月1 日下午:鐵力工農(nóng)鄉(xiāng)
實(shí)驗(yàn)情況:
第 4 枚火箭彈 16 時(shí) 24 分 23 秒發(fā)射;第 5 枚 16時(shí) 27 分 36 秒發(fā)射; 第 6 枚 16 時(shí) 28 分 37 秒發(fā)射;第 7 枚 16 時(shí) 29 分 26 秒發(fā)射;第 8 枚 16 時(shí) 31 分 30秒發(fā)射; 第 9 枚 16 時(shí) 31 分 45 秒發(fā)射; 第 10 枚 16時(shí) 32 分 08 時(shí)發(fā)射;第 11 枚 17 時(shí) 38 分 52 秒發(fā)射;第12 枚17 時(shí)40 分 37 秒發(fā)射火箭彈。
由大氣電場(chǎng)儀記錄的數(shù)據(jù),整理得到圖4。
圖4 9 月1 日下午鐵力工農(nóng)鄉(xiāng)新型火箭彈對(duì)地面大氣電場(chǎng)影響
新型火箭彈經(jīng)過(guò)特殊處理后, 通過(guò)播撒金屬或非金屬導(dǎo)體粉末,使云內(nèi)外電場(chǎng)的絕對(duì)值減小,云內(nèi)外電場(chǎng)值越大,新型火箭彈對(duì)其電場(chǎng)影響亦越大,反之,云內(nèi)外電場(chǎng)值越小,新型火箭彈對(duì)其電場(chǎng)值影響亦越??;新型火箭彈有增雨效果;新型火箭彈可以在某一時(shí)段內(nèi)實(shí)現(xiàn)人工減弱、甚至消除雷電活動(dòng)。 該成果的應(yīng)用將為海上艦船、 火箭發(fā)射以及林區(qū)提供有效的主動(dòng)雷電防御手段, 從而有效降低雷電給人類(lèi)造成的災(zāi)害。